JP2012504328A - 投影システムおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

一実施形態において２つのフレームを含む投影システム（ＰＳ）が提供される。投影システムの光エレメントは、第１フレーム（２００）に上に取付けられる。光エレメントの位置は、第１測定システム（９１０）を用いて第２フレーム（３００）に対して測定される。第２フレームの変形に関連するパラメータを測定するために第２測定システム（９２０）が使用される。第２測定システムによって得られる測定値を使用して、第２フレームの変形に起因する、第１測定システムによって測定されるような光エレメントの位置のエラーを補償することができる。通常、フレームの変形は共振振動および熱膨張に起因する。２つのフレームを有することによって投影システムの光エレメントを高精度で位置決めすることができる。任意に、リソグラフィ装置がオフラインにされた後、少なくとも１つのフレームの温度を操作して所望の値に戻すために温度制御システム（７８０、７９０）を設けてよい。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明の実施形態は、投影システム、リソグラフィ装置、光エレメントを位置決めする方法、および放射ビームをターゲット上に投影する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] リソグラフィ装置において、パターニングデバイスによって放射ビームをパターン形成することができ、次に放射ビームは投影システムによって基板上に投影される。このように、パターンは基板に転写され得る。パターン形成された放射ビームを投影システムによって基板上に投影し得る精度は、リソグラフィ装置の全体的な精度および性能に影響を与える場合がある。パターン形成されたビームの、例えば投影システム内の誤りによる位置の偏差は、基板によって形成されるパターンのエラーを招くおそれがある。そのようなエラーは、例えば、パターンの一部がパターンの別の一部に対して正確に位置決めされないオーバーレイエラーであり得る。他のエラーとしては、焦点エラーおよびコントラストエラーが含まれ得る。

[0004] 投影システムによって生じるエラーを最小化するために、（パターン形成された放射ビームを誘導および／または調整するために使用される）投影システム内の光エレメントを正確に位置決めすることを確実にすることが必要である。各光エレメントが取り付けられるフレームを設けること、および光エレメントを位置決めするためにフレームに対して各光エレメントの位置を調整することが以前より知られている。光エレメントの正確な位置決めを提供するために、光エレメントが取り付けられ、かつ位置決めされるフレームは、機械的に堅固であり、かつ高い熱安定性を有する必要がある（すなわち、フレームは熱負荷のもとで実質的に変形してはならない）。

[0005] リソグラフィ装置の性能を改善するために（例えば、より小さいフィーチャサイズを設けることによって）、リソグラフィ装置の開口数を増加させることができる。しかし、開口数を増加させることは、より大きい光エレメントが投影システム内で必要とされることを意味する。ひいては、これは、光エレメントが取り付けられるフレームのサイズを大きくする必要があることを意味する。フレームのサイズを大きくすることは、必要とされる正確な性能のために十分に堅固であり、かつ十分に熱的に安定している構造を創出することがいっそう難しくなることを意味する。従って、投影システムの開口数の増加に伴って投影システムの光エレメントを十分な精度で位置決めすることがいっそう難しくなり、場合によっては不可能となる。

[0006] 発明者らは、例えばリソグラフィ装置内で使用される、改善された性能を有する投影システムを発見した。特に、光エレメントをより高い精度で位置決めすることができる投影システムが提供される。

[0007] 本発明の一態様において、リソグラフィ装置用投影システムであって、第１フレームと、第２フレームと、前記第１フレームに取り付けられた光エレメントと、前記第２フレームに対する前記光エレメントの位置を特定するように構成された第１測定システムと、前記第２フレームの変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定するように構成された第２測定システムと、を含む、リソグラフィ装置用投影システムが提供される。

[0008] 本発明の別の態様において、リソグラフィ装置であって、放射ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された、上記のような投影システムと、を含む、リソグラフィ装置が提供される。

[0009] 本発明の別の態様において、投影システム内の光エレメントを位置決めする方法であって、第２フレームに対する、第１フレームに取り付けられた前記光エレメントの位置を特定することと、前記第２フレームの変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定することと、を含む、方法が提供される。

[0010] 本発明の別の態様において、放射ビームを基板上に投影する方法であって、放射源を用いて放射ビームを供給することと、上記のような方法を用いて少なくとも１つの光エレメントを使用して前記放射ビームを誘導することと、を含む、方法が提供される。

[0011] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。

[0012] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0013] 図２は、本発明の一実施形態に係る投影システムの配置を示す。 [0014] 図３は、本発明の一実施形態に係る投影システムの一部における単一の光エレメントを示す。 [0015] 図４は、本発明の一実施形態に係る投影システムの配置において使用される測定フレームおよび力フレームの一部を示す。 [0016] 図５は、本発明の一実施形態に係る光エレメントの位置を制御するために使用され得る制御ループを示す。 [0017] 図６は、公知の投影システムの典型的な配置を示す。

[0018] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
放射ビームＢ（例えば、紫外線またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。

[0019] 照明システムとしては、放射を誘導、整形、または制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[0020] サポート構造は、パターニングデバイスを支持、すなわち、パターニングデバイスの重量を支える。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0021] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0022] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0023] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0024] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0025] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0026] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0027] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0028] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0029] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0030] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

[0031] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0032] 公知の投影システムＰＳの典型的な配置が図６に示されている。この図に示すように、放射ビーム８７０がサポートフレーム８００の透過性部分８５０を介して投影システムに入る。放射ビームは、例えばパターニングデバイスからその断面にパターンが与えられている場合がある。その後、放射ビーム８７０は、通常、光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０によって誘導および／または調整されて、サポートフレーム００の透過性部分８６０を介して投影システムを離れる。上述の通り、パターン形成されたビーム（例えば、露光されている基板Ｗに対する）の位置を確実に制御することを確実にするために、投影システム内の光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の位置を正確に制御することが必要である。

[0033] 図６に示す典型的なシステムにおいて、光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の位置は、投影システムのサポートフレーム８００に対して制御される。従って、例えば第２光エレメント８２０を検討すると、その位置は、通常、サポートフレーム８００に対する光エレメント８２０の位置を測定する測定システムを用いて制御される。図６において、この測定は、Ｘ _ｆと表記された矢印として示される。図６の公知のシステムを用いて光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の（例えば、定位置を有する基準点に対する）絶対位置が制御されるために、サポートフレーム８００自体がその基準点に対する定位置を有する必要がある。そのように、サポートフレーム８００自体の動きおよび／またはディストーションは、光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の（絶対項での）対応する動きの原因となる。というのは、光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０はサポートフレーム８００に対して測定されるからである。従って、図６に示す投影システムを出る放射ビーム８７０の位置を正確に制御するために、投影システムのサポートフレーム８００は、動作中、寸法的かつ幾何学的に安定している必要がある。

[0034] 通常、図６に示す公知の投影システムＰＳのサポートフレーム８００は、熱的にも機械的にも安定している必要があろう。言い換えれば、サポートフレーム８００は、熱負荷（例えば、低熱膨張係数を有する材料から生成される）に起因する形状変化に対して耐性があり、また、機械（例えば、振動）負荷（例えば、フレーム８００が動作中に受けるであろう通常の最低励起周波数を上回る最低固有周波数を有する）に起因する形状変化に対して耐性がある必要があろう。光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の位置を測定するための基準フレームとして機能することに加えて、従来のフレーム８００は、光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の位置を変化させるために使用され得るアクチュエータ８８０を支持する。従って、フレーム８００は、アクチュエータ８８０からの反力を受ける。これは、（例えば、振動負荷に関して）フレーム８００が機械的に堅固である必要があること、また、アクチュエータ８８０を支持し、かつアクチュエータ８８０に対して反応することができる必要があることを意味する。

[0035] 本発明書で説明する通り、投影システムＰＳが使用されるリソグラフィ装置の開口数が増加するにつれ、投影システムＰＳで必要とされる光エレメントのサイズは大きくなる。このことは、光エレメントが取り付けられる投影システムのフレームの、対応するサイズの増大を招く。従って、高い開口数を有することはリソグラフィ装置において有利であるので（例えば、より小さいフィーチャサイズが基板Ｗ上で露光されることが可能になるので）、投影システムのフレームサイズは大型化している。しかし、投影システムのフレームサイズが大きくなるにつれ、熱安定性および機械安定性を必要とするフレームの上述した要求を達成することがより困難になる。特に、図６に示すようなフレーム８００を含む投影システムＰＳは、現在の材料および／または構成技術を用いて投影システムの光エレメント８１０、８２０、８３０、および８４０の（絶対項での）正確な位置決めを十分に提供するに足るほど熱的かつ機械的に安定しない場合がある。

[0036] 本発明の一実施形態に係る投影システムが図２に示されている。図２に示す投影システムは、第１フレーム２００（本明細書で力フレーム２００とも呼ばれる場合がある）と、第２フレーム３００（本明細書で測定フレーム３００とも呼ばれる場合がある）とを含む。図２に示すように、放射ビーム８７０（パターン形成された放射ビームであり得る）は、透過性部分３８０を介して投影システムＰＳに入る。図２において、透過性部分３８０は、測定フレーム３００内に存在すると示されている。別の実施形態において、透過性部分３８０は別の方法で、例えば、力フレーム内に形成されてよい。他の実施形態において、透過性部分３８０は全く必要とされない場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、放射ビーム８７０は構造のギャップを介して投影システムＰＳに入ってよい。

[0037] 透過性部分３８０を介して投影システムＰＳに入ると、放射ビーム８７０は、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０を用いて投影システムＰＳ内で誘導および／または調整される。光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０は、適切な光エレメント、例えば、透過型または反射型光エレメントとすることができる。図２に示す実施形態において、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０は、ミラーなどの反射型光エレメントである。図２に示す実施形態において、４つの光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０が示されている。しかし、別の実施形態において、他の適切な数の光エレメントが投影システムＰＳ内で使用されてよい。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の光エレメントが使用されてよい。他の実施形態において、１１個以上の光エレメントが使用されてもよい。

[0038] 放射ビーム８７０が投影システムＰＳ内で光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０によって誘導および／または調整されると、放射ビーム８７０は透過性部分３９０を介して投影システムＰＳを出る。再び、図示の実施形態において、透過性部分３９０は測定フレーム３００内に存在すると示されている。別の実施形態において、透過性部分３９０は投影システムＰＳの他の適切な部分内に、例えば、力フレーム２００内に形成されてよい。いくつかの実施形態において、放射ビームは、透過性部分３９０ではなく、ギャップを介して投影システムＰＳを出てもよい。

[0039] 図２において分かるように、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０は力フレーム２００に取り付けられる。以下により詳細に説明する通り、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０は、１つ以上のアクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０を用いて力フレーム２００に取り付けられ得る。アクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０は、例えば、コントローラ７００（後述する）の指示の下で光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置を調整するために使用され得る。

[0040] 本発明の一実施形態において、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０のうちの１つ以上の位置は、第１測定システム９１０（図３および図５を参照）を用いて測定フレーム３００に対して測定される。第１測定システム９１０は、本明細書においてフレーム測定システム９１０とも呼ばれる場合がある。

[0041] その後、測定フレーム３００の変形に依存する、または関する（例えば、振動負荷などの、熱負荷または機械負荷に起因する）パラメータは、第２測定システム９２０を用いて測定される。第２測定システム９２０は、本明細書においてミラー測定システム９２０とも呼ばれる場合がある。測定フレーム３００に対する光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置を測定すること、そして測定フレーム３００の変形に関するパラメータを測定することによって、（好ましくは一定の）基準位置に対する投影システムＰＳの光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０のうちの１つ以上の位置をより高い精度で特定、算出、および／または制御することができる。

[0042] 第１および第２測定システムの動作を、以下により詳細に説明する。

[0043] 本明細書に記載されるように、「位置」という用語（例えば、基準点に関するか、もしくは測定フレーム３００および／または力フレーム２００のうちの１つまたは双方に関するかのいずれかの光エレメントの位置に関する）は、三次元空間の１つ以上の軸の位置または向きを意味し得る。言い換えれば、本明細書において使用される「位置」という用語は、６軸システムの軸のうちの１つ以上の位置または値、すなわち、３つの直交軸のうちの１つ以上の位置および／またはこれら３つの直交軸のうちの１つ以上の周りの回転を意味し得る。

[0044] 投影システムＰＳに第１フレーム２００および第２フレーム３００を設けることによって、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の制御および／または測定は、変動する熱負荷および／または機械負荷の下でより安定することが可能となる。また、投影システムＰＳに第１フレーム２００および第２フレーム３００を設けることは、放射ビーム８７０の位置が、基板Ｗおよび／またはパターニングデバイスＭＡに対してより高い精度で制御可能であることを意味し得る。

[0045] 光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の改善された制御および／または測定は、フレームの１つを他のフレームよりも熱負荷の変化（例えば、温度変化）の下で安定するように設計することによって達成することができる。熱負荷の変化の下でより安定性のあるフレームは、機械負荷の下でもより安定性を有し得る（例えば、振動負荷に起因する形状変化に対してより高い耐性がある）。従って、フレームの１つは、他のフレームより熱的に安定し、かつ機械的に安定し得る。より熱的および／または機械的に安定しないフレームは、アクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０を介して取り付けられる光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０を有し得る。このように、より熱的および／または機械的に安定しているフレームは、アクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０を支持する、またはアクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０に反力を与える必要がないであろう。

[0046] フレームが機械的に安定しているか否かの１つの尺度は、最低固有周波数の値とすることができる。本明細書で使用されるように、固有周波数という用語は共振振動を意味し得ることが理解されるであろう。従って、この文脈では、十分に機械的に安定していると考えられるフレームは、一般に、例えば、１００ヘルツを超える最低固有周波数を有するであろう。より一般には、最低固有周波数は、例えば、２００ヘルツを超え、さらに一般には、最低固有周波数は、例えば、３００ヘルツを超えるであろう。

[0047] 特定の負荷の下で１つのフレームが別のフレームより安定している場合、それは、その負荷（熱負荷であれ、機械負荷であれ、またはその他の負荷であれ）の下でより安定しているフレームが形状、寸法、および／または幾何形状の変化に対してより高い耐性があることを意味し得る。通常、測定フレーム３００は、力フレーム２００より機械的に安定しているであろう。また、通常、測定フレーム３００は、力フレーム２００より熱的に安定しているであろう。従って、測定フレーム３００は、通常、力フレーム２００より熱的にも機械的にも安定しているであろう。力フレーム２００は、アクチュエータ４１０、４２０、４３０、および４４０を介して光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０を取付け、かつ支持するために使用されるであろう。

[0048] 別の実施形態において、力フレーム２００は、測定フレーム３００より熱的に安定するように構成されてよい。それに加えて、または、その代わりに、力フレーム２００は、測定フレーム３００より機械的に安定するように構成されてよい。

[0049] 特定のタイプの負荷に対して１つのフレームを別のフレームより安定させるために、フレームは、別々の材料を用いて構成され得る。例えば、１つのフレームを別のフレームより熱的に安定させるために、より低い熱膨張係数を有する材料が選択され得る。同様に、より高い剛性を有する適切な材料を選択することによって、１つのフレームは別のフレームより機械的に安定し得る。例えば、１つのフレームは、そのフレームが他のフレームの材料を使用して構成された場合より高い最低固有周波数を有する構造を形成する材料を用いて構成され得る。従って、測定フレーム３００は、力フレーム２００が構成される材料（または複数の材料）より高い剛性かつ低い熱膨張係数を有する材料（または複数の材料）から構成され得る。

[0050] また、フレーム２００およびフレーム３００の構成および／または幾何形状は、必要に応じて各フレームの所望の熱的および／または機械的安定性を達成するように調整され得る。

[0051] 上述の通り、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の制御および／または測定を改善するために、フレームの１つ（通常、測定フレーム３００）は、別のフレームより熱負荷の変化に対して安定するように設計される。それに加えて、または、その代わりに、このフレーム（通常、測定フレーム）は、熱負荷から遮蔽されるように設計されてよい。通常、熱負荷の変化に対するより高い安定性は、高い熱時定数を有する測定フレーム３００（このフレームが熱的により安定しているフレームである場合）の結果として生じ得る。フレームがより高い熱時定数を有する場合、周囲環境の温度が変動するとき、そのフレームの温度はより安定性を保つ。特に、熱時定数は、環境の温度変化に対するフレームの（第１指示に対する）応答時間を特徴づける。熱時定数は、（測定）フレームが初期温度と環境温度変化後の最終温度の差の所与の割合（例えば、６３％）に到達するのにかかる時間を示し得る。熱時定数は、ｍｃ_ｐ／（ｈＡ）として定義され得る（ｍ、ｃ_ｐ、ｈ、およびＡは、以下の式１および式２で定義される）。

[0052] 高い熱時定数を実現するために、測定フレーム３００への熱伝達および／または測定フレーム３００からの熱伝達の伝熱係数（ｈ）は、低くされ得る（すなわち、フレームと周囲環境との間の所与の温度差について、フレームへの熱伝達率および／またはフレームからの熱伝達率は、より低くされ得る）。これは、以下の式１から分かる。

ここで、
ΔＱ／Δｔ＝フレームへの／フレームからの熱伝達率、Ｗ
ｈ＝フレームへの熱伝達係数、Ｗ／（ｍ^２Ｋ）
Ａ＝フレームの熱伝達表面積、ｍ^２
ΔＴ_ｅｎｖ＝フレーム面と周囲環境の温度差、Ｋ、である。

[0053] その代わりに、または、それに加えて、高い熱時定数は、当該フレームに対して高い比熱容量（ｃ_ｐ）を選択することによって達成されてよい。それに加えて、または、その代わりに、質量の増加（ｍ）は、より高い熱時定数につながり得る。従って、以下の式２から分かるように、ｍｃ_ｐの値の増加が、フレームに伝達される所与の熱量について、フレームの温度上昇が低いことを意味し得る。

ここで、
Ｑ＝フレームへの熱伝達、Ｊ
ｍ＝フレームの質量、Ｋｇ
ｃ_ｐ＝フレームの比熱容量、Ｊ／（ＫｇＫ）
ΔＴ_{ｆｒａｍｅ}＝フレームの温度変化、である。

[0054] 高い熱時定数を有することは、露光中の精度を確実なものにするのに役立ち得る。例えば、フレームの温度がより安定性を保っている場合、温度変化に起因するフレームの変形は小さく、従って光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の測定はとても正確であり得る。

[0055] しかし、力フレーム２００と測定フレーム３００とを含む投影システムが（例えば、クリーニングおよび／または修理のために）オフラインにされると、力フレーム２００および／または測定フレーム３００の温度は、基板の露光中に維持されるべき最適値から離れる場合がある。（例えば、クリーニングおよび／または修理が終了した後に）装置がオンラインに戻って基板の露光を再び開始する前に、フレーム２００およびフレーム３００の温度は所望の値に戻る必要がある。

[0056] 熱的に安定するためにフレームの１つが高い熱時定数を有するように設計される場合、そのフレームは、制御された動作環境に単に戻るのであれば、所望の温度に戻るのにかなりの時間を要する。例えば、オフラインにされた後、測定フレーム３００（より高い熱時定数を有するフレームであると仮定して）の所望の温度に対する温度オフセットが約３００ｍＫである場合、所望の温度に戻るのにかかる時間は、少なくとも１０時間であり得る。これは、リソグラフィ装置の休止時間（down-time）の増加を招き、露光された基板の歩留まりの低下を伴う。

[0057] 測定フレーム３００が所望の動作温度に戻るのにかかる時間を減少させるために、温度制御システムが設けられ得る。温度制御システムは、例えば休止時間に起因して動作温度から離れた後に動作温度に向かって戻るように測定フレーム３００の温度を操作するように構成され得る。そのように、温度制御システムは、使用中、すなわち、フレームを動作温度に戻すために温度制御システムが使用されている際に、当該フレームの熱時定数を下げるように構成され得る。式１および式２に関する上述の説明から分かり得るように、これは、（ｉ）フレームへの熱伝達の熱伝達係数（ｈ）を増加させること、および／または（ｉｉ）（ｍｃ_ｐ）の値が減少するようにフレームの比熱容量（ｃ_ｐ）および／または質量（ｍ）を低減させることによって達成され得る。

[0058] その代わりに、または、それに加えて、測定フレーム３００が所望の動作温度に戻るのにかかる時間は、フレーム３００を取り囲む環境の温度の適切な制御を介して低減し得る。例えば、測定フレーム３００が低すぎる温度になった場合、ヒータを設けて周囲環境の温度を上昇させてよい。測定フレーム３００が高すぎる温度になった場合、クーラまたは冷却ユニットを設けて周囲環境の温度を低下させてよい。そのような実施形態においてコントローラを使用して、必要に応じて周囲環境の温度を制御してよい。

[0059] 一実施形態において、図２に示すように、温度制御システムは、流体を測定フレーム３００に供給するために使用される流体供給ユニット７８０および７９０を備える。熱はフレーム３００によって流体供給システム７８０および７９０内の流体に、および／またはその流体から伝達され、それによってフレーム３００の温度を変化させる。流体を測定フレーム３００に供給することによって、測定フレーム３００への熱伝達／測定フレーム３００からの熱伝達は、著しく増加し得る。測定フレーム３００に供給される流体は、内部ダクトおよび／または外部ダクトなどを介してよい。

[0060] この実施形態において、制御システム７８０は、温度制御システム７８０および７９０の一部として設けられ得る。制御システム７８０は、測定フレーム３００が一部を成すリソグラフィ装置が基板の露光に使用されていないときに温度制御システムの電源が入る（例えば、稼動する、または動作する）ことのみを可能とするように構成され得る。これは、リソグラフィ装置が基板を露光するために使用されているときに流体の流量がゼロに設定されることを意味し得る。リソグラフィ装置が基板を露光するために使用されているときに温度制御システム７８０および７９０を動作させないことは、露光中、測定フレーム３００の熱時定数が（比較的）大きいままであり、従ってフレームは熱的に安定性を保つことを意味する。加えて、露光中、流体は測定フレーム３００の中または周囲で流れないので、不要な振動などのフレーム３００に対する関連性のある動的影響は存在しない。

[0061] そのような温度制御システム７８０および７９０を用いることで、フレーム３００を所望の動作温度に戻すのにかかる時間が２、５、７、または１０倍もしくはそれ以上まで減少し得る。例えば、所望の動作温度に戻る時間は、７時間から１時間に減少し得る。

[0062] この実施形態において、流体制御システム７８０を使用して、動作中に温度制御システム７８０および７９０の動作を制御して測定フレーム３００への熱伝達率／測定フレーム３００からの熱伝達率を増加させてよい。例えば、流体制御システム７８０を使用して流体流のパラメータ、例えば、流体（水であり得る）の温度および／または流量と、任意で、温度制御システム７８０および７９０が稼働している時間とを制御し得る。流体制御システム７８０は、温度測定センサを備え得る。温度測定センサは、温度が制御されているフレーム上、および／または流体流内、例えば、流体がフレームを出る点に設けられ得る。次に、測定温度値は、所望の温度値と比較され得る。測定温度値と所望の温度値の差に基づいて、コントローラ（流体制御システム７８０の一部であり得る）を使用して流体の必要な加熱および／または冷却が特定され得る。必要な加熱または冷却の算出および／または特定は、比例アルゴリズムおよび／または比例積分アルゴリズムを含み得る。

[0063] また、流体制御システム７８０は、温度制御システム７８０および７９０の流体と接触しているヒータまたは加熱エレメントを備え得る。加熱エレメントは、流体への入熱を提供し得る。フレームの温度を所望の値に操作するために、加熱エレメントによる流体への入熱量は、コントローラからの出力に基づいて制御され得る。その代わりに、または、それに加えて、流体制御システム７８０は、流体と接触し得るペルチェ素子などの冷却エレメントを備え得る。フレームの温度を所望の値に操作するために、冷却エレメントによって流体から除去される熱の量は、コントローラの出力に基づいて制御され得る。

[0064] 温度制御システム７８０および７９０は、測定フレーム３００の温度を目標温度に操作するように構成され得る。この目標温度は、基板の露光中の測定フレーム３００の所望の温度とすることができる。この所望の温度は、例えば、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置に関する測定を最も正確に行うことができる公知の温度であってよい。また、目標温度は、測定フレーム３００がオフラインにされる前の測定フレーム３００の温度であってよい。

[0065] 別の実施形態において、温度制御システムは、別個の流体供給システムを設けるのではなく、測定フレーム３００を取り囲むガス（例えば、窒素、水素、または空気）の圧力を増加させることによって動作し得る。測定フレーム３００を取り囲むガスの圧力を増加させることによって、測定フレーム３００への熱伝達および／または測定フレーム３００からの熱伝達が増加し得る。例えば、熱伝達は、２、５、７、または１０倍もしくはそれ以上まで増加し得る。これは、フレームへの熱伝達／フレームからの熱伝達の熱伝達係数を増加させることによってもたらされ得る。通常、測定フレーム３００の周りのガスの圧力が３．５Ｐａから１５０Ｐａに増加された場合に、熱伝達は約５倍に増加するであろう。

[0066] 上述の説明および図２において、温度制御システム７８０および７９０は、測定フレーム３００に対して設けられると示されている。しかし、別の実施形態において、それに加えて、または、その代わりに、温度制御システム７８０および７９０は力フレーム２００に対して設けられてよい。従って、力フレーム２００および／または測定フレーム３００の温度を動作レベルに戻すのにかかる時間が減少し得る。

[0067] （例えば、両フレームの温度を動作レベルに戻すために）同一の温度制御システム７８０および７９０を使用して力フレーム２００および測定フレーム３００の温度を制御してよい。同一の温度制御システム７８０および７９０を使用することによって、力フレーム２００と測定フレーム３００の温度差を可能な限り小さくすることが可能になり得る。２つのフレーム２００および３００の温度が所望の動作レベルに戻ると、基板の露光中であっても温度制御システム７８０および７９０を用いて力フレーム２００の温度制御を継続することが可能となり得る。

[0068] 当然のことながら、適切な温度制御システム７８０および７９０（例えば、上述したもののうちの１つ）が、本明細書で説明された、および／または請求項に記載された投影システムおよび／またはリソグラフィ装置に適用され得る。例えば、温度制御システム７８０および７９０は、極端紫外線を用いるリソグラフィ装置（「ＥＵＶ」リソグラフィ装置）に適用され得る。あるいは、本発明のいくつかの実施形態は、そのような温度制御システム７８０および７９０を含まなくてよい。

[0069] 図２および図３を参照して、第１および第２測定システムを以下により詳細に説明する。

[0070] 図２の実施形態に示され、かつ図３により詳細に示される第１光エレメント１１０に特に関連して、第１測定システムを説明する。図２および図３において分かるように、光エレメント１１０の位置は、第１測定システム９１０を用いて測定フレーム３００上の点３１０に対して測定され得る。上述の通り、光エレメント１１０の位置の測定は、（３つの直交軸内の）空間位置および／または（３つの直交回転軸のうちの１つ以上の軸内の）回転位置の測定を意味し得る。従って、第１測定システムは、測定フレーム３００上の位置３１０に対する光エレメント１１０上の１つ以上の位置１１１を読み取り得る。

[0071] 図３において分かるように、測定フレーム３００に対する光エレメント１１０の位置は、Ｘ _１Ａとして与えられる。第１測定システムは、非接触型位置測定システムを含み得る。例えば、そのような非接触型位置測定システムは、エンコーダおよび／または干渉計を含み得る。

[0072] また、図２および図３には、第２測定システム９２０によって得られる測定値Ｘ _２が示されている。上述の通り、第２測定システムは、測定フレーム３００の変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定するように構成され得る。測定フレーム３００の変形は、例えば、熱負荷および／または機械負荷に起因し得る。従って、第２測定システムは、測定フレームの機械的なドリフトおよび／またはディストーションに関連するパラメータを測定するように構成され得る。この機械的なドリフトまたはディストーションは、例えば、測定フレーム３００の温度変化が引き起こす熱膨張に起因し得る。それに加えて、および／または、その代わりに、測定フレーム３００の機械的なドリフトおよび／またはディストーションは、測定フレーム３００の振動に起因する場合もある。

[0073] 図２および図３に示す実施形態において、第２測定システム９２０によって得られる測定値は、測定フレーム３００上の第３点３３０に対する測定フレーム３００上の第２点３２０の位置である。図示されていないが、第２測定システム９２０は、測定フレーム３００上の第３点３３０以外の別の点に対する測定フレーム３００上の第２点３２０の位置も測定し得る。それに加えて、測定フレーム３００上の第２点３２０および第３点３３０以外の２つの点の位置を第２測定システム９２０によって測定してもよい。

[0074] いくつかの実施形態において、測定フレーム３００の変形に依存する少なくとも１つのパラメータの測定値がコントローラ７００（以下により詳細に説明する）によって使用されることで測定フレーム３００の実際の変形を特定および／または算出してよい。この算出された変形は、特定の対象点におけるものであってよく、またはフレーム全体についてのものであってよい。例えば、少なくとも１つのパラメータ（Ｘ _２など）の測定値を使用して測定フレーム３００の振動モード形状を特定してよい。

[0075] 図２および図３に示す実施形態において、第２測定システム９２０によって得られる測定値は、測定フレーム３００上の１つの点３２０の、測定フレーム３００上の別の点３３０に対する位置である。しかし、別の実施形態において、測定フレーム３００の変形に関する別々の測定値を第２測定システム９２０によって得てもよい。そのような代替物の例が図４に見られる。第２測定システムは、非接触型位置測定システムを使用して１つの点の別の点に対する位置を測定し得る。例えば、非接触型測定システムはエンコーダおよび／または干渉計を含み得る。

[0076] 図４において、第２測定システム９２０によって得られる１つの別の測定値が、測定値Ｘ _２’として示されている。この測定値Ｘ _２’の測定は、光エレメント１１０と測定フレーム３００上の第４点３４０との間のものである。測定フレーム３００上の第１点３１０に対する光エレメント１１０の位置は第１測定システム９１０から分かるので、第２測定システム９２０の測定値Ｘ _２’は、測定フレーム３００の変形と関連し得る。さらに、測定フレーム３００の変形が実際に何であるかを特定するために、第２測定システム９２０の測定値Ｘ _２’は、第１測定システムの測定値Ｘ _１Ａとともに使用され得る。これは、例えば、測定フレーム３００全体について、または測定フレーム３００の特定の点（第１測定システム９１０で使用される第１点３１０など）について特定され得る。測定フレーム３００の変形の算出／予測は、例えば、以下に詳細に説明するコントローラ７００を用いて実行され得る。

[0077] 第２測定システム９２０によって得られ得る測定値のさらなる例は、図４のＸ _{２’ ’}として示されている。第２測定システム９２０によって得られるこの別の（または追加の）測定値は、測定フレーム３００の１つ以上の部分の歪み、または測定フレーム３００上の点の１つ以上の対の間の歪みの測定値に関する。そのように、Ｘ _{２’ ’}は、例えば１つ以上の歪みゲージを用いて、または１つ以上のピエゾパッチ（piezo-patch）を用いて得られ得る。

[0078] 第２測定システム９２０によって得られ得る上述の可能な測定値（または実際に、他の適切な測定値）のうちの１つ以上の組合せは、第２測定システム９２０に組み入れられ得る。さらに、第２測定システム９２０は、上述の可能な測定値Ｘ _２、Ｘ _２’、およびＸ _{２’ ’}の各々の２つ以上を含み得る。

[0079] 第１測定システム９１０および第２測定システム９２０によって得られる測定値を使用して投影システムＰＳ内の光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の１つ以上の位置を特定、算出、および／または制御することができる。この特定、算出、および／または制御は、基準点に対する光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置についてであり得る。通常、基準点は、放射ビーム８７０の目標位置に対して移動しない定点とすることができる。以下に説明する通り、そのような基準点は、例えばリソグラフィ装置内で測定フレームを別のフレームに取り付けるために使用される測定フレーム上の点３５０とすることができる。

[0080] 図５に示すように、さまざまな算出および／または特定を実行するために、ならびに／もしくは、第１および第２測定システムの測定値に基づいて、またはこれらの測定値を用いて制御信号を供給するために、本発明の実施形態においてコントローラ７００が使用され得る。

[0081] 図５の実施形態に示すように、コントローラ７００は少なくとも２つの部分、すなわち、第１測定システム９１０および第２測定システム９２０からの入力を取り込む第１制御部分７００Ａと、制御信号を供給して光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の１つ以上の位置を制御する第２制御部分７００Ｂとに分割され得る。物理的には、コントローラ７００Ａおよび７００Ｂという２つの部分は、単一の制御ユニット７００に収容され得る。また、光エレメントの実際の位置と所望の位置の差を算出可能な加算プロセッサ７００Ｃが、任意に単一の制御ユニット７００内に設けられ得る。あるいは、２つの制御ユニット７００Ａおよび７００Ｂ、ならびに加算プロセッサ７００Ｃは物理的に分かれていてもよい。

[0082] コントローラ７００Ａは、第２測定システム９２０からの入力に基づいて測定フレーム３００の変形を特定および／または算出するために使用され得る。また、上述の通り、測定フレーム３００の変形を特定および／または算出するために、コントローラ７００Ａは、第１測定システム９１０からの入力を使用し得る。また、上述の通り、測定フレーム３００の変形は、測定フレーム３００の所望の位置においてコントローラ７００Ａを用いて算出され得る。また、測定フレーム３００の変形は、例えば振動モードのモード形状を算出することによって、フレーム全体について算出され得る。

[0083] 図５から分かるように、第２測定システム９２０（コントローラ７００Ａに測定値Ｘ _２を入力する）は、当該光エレメント１１０の位置を制御するために使用される制御ループから分かれていてよい。そのように、第２測定システム９２０によって得られる測定値は、コントローラ７００Ａに入力される前に選別および／または平均され得る。あるいは、第２測定システム９２０からの入力は、コントローラ７００Ａ自体によって選別および／または平均され得る。これは、例えば、測定フレーム３００の変形が、第２測定システム９２０が使用するサンプリング速度より著しく低い周波数のものである場合に利点を有し得る。これは、例えば、第２測定システム９２０が測定フレーム３００の主に熱変形を測定するために使用される場合に当てはまり得る。そのような選別および／または平均を利用することは、コントローラ７００Ａによって使用される第２測定システム９２０の測定値の精度を向上させるのに役立ち得る。

[0084] 図５に示す実施形態において、コントローラ７００Ａという第１部分が第２測定システム９２０を用いて当該光エレメント１１０の位置を算出して、第１測定システム９１０の読取値における測定フレーム３００の動きを補償すると、この算出された位置は、加算ユニット７００Ｃを用いて光エレメント１１０の基準位置と比較される。この比較は、単一のコントローラ７００によって実行され得る。

[0085] 当該光エレメント１１０の位置が所望の基準位置Ｘ _ｒｅｆと比較されると、コントローラの第２部分、コントローラ７００Ｂによって制御信号が生成され得る。この制御信号は、当該光エレメント１１０の位置を調整するために使用され得る。このように、当該光エレメント１１０の位置は基準点に対して制御され得る。従って、当該光エレメント１１０の全体的な位置は、例えば、放射ビーム８７０が投影される基板Ｗに対して制御され得る。

[0086] 追加の制御エレメント７００Ｄおよび７００Ｅが図５に点線で示されている。これらの制御エレメントは、以下により詳細に説明する。しかし、いくつかの実施形態において、図５に点線で示す制御エレメント７００Ｄおよび７００Ｅは存在しない。エレメント７００Ｄおよび７００Ｅを含まないそのような実施形態において、コントローラ７００Ｂによって生成される制御信号を直接用いて光エレメント１１０の位置が制御され得る。そのように、図５のコントローラ７００Ｂからの出力は、光エレメント１１０に直接与えられ得る。

[0087] コントローラ７００による光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の特定、算出、および／または制御は、第１測定システム９１０および第２測定システム９２０の測定値に基づき得る。そのように、当該光エレメント１１０の実際の位置は特定される必要がない。その代わりに、当該光エレメント１１０の位置は、最新の既知の位置に対して特定および／または制御され得る。このように、測定が行われるたびに（例えば、基準点に対する）位置を算出し直すのではなく、当該光エレメント１１０の位置を継続的に更新するために、コントローラ７００は使用され得る。

[0088] 当該光エレメント１１０の位置を制御するために、コントローラ７００Ｂから出力される制御信号は、当該光エレメント１１０に関連付けられた１つ以上のアクチュエータ４１０に供給され得る。図２および図３に示す例において、光エレメント１１０は２つの関連アクチュエータユニット４１０を有している。これらのアクチュエータユニット４１０は、光エレメントと力フレームとの間に位置決めされる。アクチュエータユニット４１０は、光エレメント１１０と力フレーム２００との間に力を与えるように構成され得る。このように、光エレメント１１０の位置は、コントローラ７００Ｂから出力される制御信号に従って調整され得る。他の実施形態において、各光エレメント１１０に対して設けられるアクチュエータ４１０の数は、２より少なくても多くてもよい。例えば、光エレメント１１０に対して設けられるアクチュエータ４１０の数は、１、２、３、４、５、または６であり得る。別の実施形態において、７個以上のアクチュエータ４１０が光エレメント１１０に対して設けられてよい。力フレーム２００と光エレメント１１０との間に力を与えるために適切なアクチュエータがアクチュエータ４１０として使用され得る。例えば、ローレンツアクチュエータまたはピエゾアクチュエータが使用され得る。

[0089] 第２測定システム９２０が（例えば、測定フレーム３００に対する光エレメント１１０の位置の）測定を行う周波数は、予想される測定フレーム３００の変形のタイプに従って選択され得る。例えば、測定フレームの主な変形が熱変形に起因する場合、第２測定システム９２０が測定を行うように要求され得る周波数は、測定フレーム３００の主な変形が共振振動によってもたらされたものである場合に要求され得る周波数未満であり得る。予想される力フレーム２００の変形のタイプも考慮され得る。

[0090] 同様に、第１測定システム９１０が測定を行うように要求される周波数は、予想される力フレーム２００の変形のタイプに基づいて特定され得る。予想される測定フレーム３００の変形のタイプも考慮され得る。第１測定システムおよび第２測定システムが測定を行う周波数は、必要に応じて、同一であっても、互いに異なってもよい。

[0091] いくつかの実施形態において、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置を制御するためにフィードフォワードシステムが用いられ得る。そのような実施形態の例は、任意の制御エレメント７００Ｄおよび７００Ｅも使用される図５に示されている。

[0092] フィードフォワードシステムを用いるそのような実施形態において、第２測定システム９２０は測定フレーム３００上の少なくとも１つの点の加速度に関するパラメータを測定するように構成され得る。これは、上述した第２測定システム９２０によって行われる位置測定に対して追加され得る。加速度に関するそのような測定は、例えば、加速度計からの直接加速度測定であり得る。その代わりに、または、それに加えて、測定フレーム３００上の少なくとも１つの点の速度測定または位置測定を行い、その速度（または位置）測定値を使用して、例えばコントローラ７００Ａを用いて関連する加速度を推定または算出することが可能であってもよい。また、干渉計を用いて測定フレームの加速度に関する測定を行ってよい。

[0093] その後、測定フレーム３００の変形が加速度から推定され得る。例えば、測定フレーム３００上の特定の点の加速度が分かる場合、フレームに力を加えることが可能な場所（例えば、取り付け点）が分かるという条件で、フレームの変形が算出または予測され得る。ひいては、この変形は、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置の制御下で第１測定システム９１０の測定値とともに使用され得る。

[0094] フィードフォワードを含む（例えば、点線で示すエレメントを含む）図５に示す実施形態において、補正制御ユニット７００Ｄを使用して、当該光エレメント１１０の位置を制御または調整するために使用される制御信号に対する補正値を推定または算出し得る。測定フレーム３００上の該当点での測定、算出、または推定された加速度は、コントローラ７００Ａから補正制御ユニット７００Ｄに入力され得る。次に、補正制御ユニット７００Ｄは、加速度に従って、光エレメント１１０の位置に利用され得る補正値を算出または推定し得る。そして、補正制御ユニット７００Ｄは、この算出または推定された補正値に関する補正制御信号を出力し得る。出力された補正制御信号は、第２加算ユニット７００Ｅに供給され、ここで上述したコントローラ７００Ｂによって生成された制御信号に加えられ得る。そして、この第２加算ユニットからの出力は当該光エレメント１１０の位置を制御する制御信号として供給される。そのように、フィードフォワードを用いて当該光エレメント１１０の位置の制御を改善することができる。従って、当該光エレメント１１０の位置の正確な制御を提供するために、フィードフォワードおよびフィードバックが組み合わせられ得る。

[0095] 投影システムＰＳ内の第２光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置が測定および／または制御される場合、第３測定システムが必要となり得る。第３測定システムは、例えば、位置が測定および／または制御されている第１光エレメント１１０に対して第１測定システム９１０が動作するときに位置が測定および／または制御される第２光エレメント１４０に対して同様の機能を実行する。例えば、図２に示す例において、第３測定システムを用いて測定フレーム３００に対する第２光エレメント１４０の位置を測定する。この場合、第３測定システムは、測定フレーム３００上の点３６０に対する第２光エレメント１４０の位置であるＸ _１Ｂを測定する。本明細書に記載の第１光エレメント１１０の位置の可能な測定、算出、特定、および制御のすべてを、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０のいずれに対しても実行することができる。

[0096] 位置が特定、測定、および／または制御される光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０に関して、本明細書に記載の第１測定システム９１０と同等の追加測定システムが設けられ得る。しかし、測定フレーム３００の変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定する測定システム（例えば、本明細書に記載の第２測定システム９２０）は、１つのみであり得る。しかし、制御される光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の数が増加するにつれて、第２測定システム９２０によって測定されるパラメータの数は、望ましくは増加し得る。第２測定システム９２０によって測定されるパラメータの数を増加させることによって測定フレーム３００の推定される変形の精度が向上し得る。

[0097] 図２に示すように、力フレーム２００は別のフレーム５００上に取り付けられ得る。それに加えて、測定フレーム３００は、別のフレーム５５０上に取り付けられ得る。通常、力フレーム２００および測定フレーム３００は、それぞれのフレームに弾性的に取り付けられ得る。力フレーム２００をフレーム５００に、および測定フレーム３００をフレーム５５０に取り付けるために、適切なマウントが使用され得る。例えば、振動分離マウントが使用され得る。通常、能動的減衰板バネ振動アイソレータ（actively damped leaf spring vibration isolator）が使用され得る。あるいは、ピエゾアクチュエータレンズマウントが使用されてもよい。一実施形態において、能動的減衰板バネ振動アイソレータを使用して測定フレーム３００をフレーム５５０に取り付けてよく、ピエゾアクチュエータレンズマウントを使用して力フレーム２００をフレーム５００に取り付けてよい。言い換えれば、振動分離システムまたはサポートシステムを使用して、測定フレーム３００をフレーム５５０に取り付けてよく、および／または力フレーム２００をフレーム５００に取り付けてよい。振動分離システムまたはサポートシステムは、必要に応じて、減衰してよく（例えば、能動的に減衰してよく）、または減衰しなくてもよい。

[0098] 図２から分かるように、測定フレーム３００を別のフレーム５５０に取り付けるために使用される測定フレーム３００上の点３５０が、光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０の位置が算出、特定、および／または制御され得る基準点３５０として見なされ得る。

[0099] 力フレーム２００が取り付けられるフレーム５００は、いくつかの実施形態において、測定フレーム３００が取り付けられるフレーム５５０と同一であり得る。測定フレーム３００と力フレーム２００の双方が取り付けられるフレーム５００および５５０は、投影システムをリソグラフィ装置内に配置または取り付けるために使用され得るフレームとすることができる。あるいは、力フレーム２００と測定フレーム３００の双方が取り付けられるフレーム５００および５５０は、リソグラフィ装置自体の一部とすることができる。例えば、共通のフレーム５００、５５０は、リソグラフィ装置の基準フレームとすることができる。そのような基準フレームは、基準フレームに対するパターニングデバイスおよび基板Ｗのうちの少なくとも１つの位置を測定するように構成された、リソグラフィ装置内のさらなる測定システムとともに使用され得る。

[0100] あるいは、力フレーム２００はリソグラフィ装置内の１つのフレームに取り付けられてよく、測定フレーム３００はリソグラフィ装置内の別のフレームに取り付けられてよい。そのように、力フレーム２００はリソグラフィ装置のベースフレーム５００に取り付けられてよく、測定フレーム３００はリソグラフィ装置の基準フレーム（上に定義した通り）に取り付けられてよい。この場合、ベースフレームは、リソグラフィ装置の、パターニングデバイスを支持するように構成されたサポート、基板テーブル、および基準フレームのうちの少なくとも１つが取り付けられるフレームとすることができる。

[0101] いくつかの実施形態において、２つ以上の力フレーム２００が存在してよい。例えば、２、３、４、５、または６個以上のフレームが存在してよい。各力フレームには、１つ以上の光エレメント１１０、１２０、１３０、および１４０が取り付けられてよい。各力フレームは、別のフレームに取り付けられてよい。各力フレームは、同一のフレーム、例えば、リソグラフィ装置の基準フレーム５５０（上に定義した通り）またはベースフレーム５００に取り付けられてよい。

[0102] それに加えて、または、その代わりに、いくつかの実施形態において、２つ以上の測定フレーム３００が存在してよい。例えば、２、３、４、５、または６個以上の測定フレームが存在してよい。各測定フレームは、１つまたは２つ以上（例えば、２、３、４、５、または６個以上）の光エレメントの位置を測定するために使用され得る。そして、測定フレームの各々（または少なくとも１つ）の変形に関するパラメータが測定され得る。このパラメータは、例えば、本明細書に記載の通り、同一測定フレーム上の少なくとも２つの点の相対位置に関する測定値、または、測定フレームの変形に関する他のパラメータとすることができる。あるいは、パラメータは、測定フレームのうちの１つの、他の測定フレームのうちの少なくとも１つに対する変位とすることができる。例えば、１つの測定フレーム上の少なくとも１つの点の位置は、少なくとも１つの他の測定フレーム上の少なくとも１つの点に対して測定され得る。各測定フレームは、別のフレームに取り付けられてよい。例えば、各測定フレームは、リソグラフィ装置の基準フレーム５５０（上に定義した通り）に（例えば、弾性的に）取り付けられ得る。各フレームが取り付けられ得るフレーム５５０は、同一のフレームとすることができる。

[0103] 本明細書記載の投影システムＰＳは任意のリソグラフィ装置に組み入れられ得ることが明らかであろう。そのように、本明細書記載の投影システムＰＳ（またはその一部）の特徴、または投影システムＰＳ（またはその一部）によって実行される方法は、リソグラフィ装置内に等しく組み入れられ得る。投影システムＰＳが任意のリソグラフィ装置に組み入れられ得る一方、上述の通り、本明細書記載の投影システムＰＳは、高い開口数を有するリソグラフィ装置に組み入れられる際に特に利点を有し得ると考えられる。また、本明細書記載の投影システムは、基板Ｗを露光するために使用される放射が極端紫外線であるリソグラフィ装置（すなわち、ＥＵＶリソグラフィ装置）に組み入れられる際に特に有利であり得ると考えられる。

[0104] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0105] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明の実施形態は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0106] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0107] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0108] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

[0109] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (26)

1. リソグラフィ装置用投影システムであって、
   第１フレームと、
   第２フレームと、
   前記第１フレームに取り付けられた光エレメントと、
   前記第２フレームに対する前記光エレメントの位置を特定する第１測定システムと、
   前記第２フレームの変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定する第２測定システムと、を含む、リソグラフィ装置用投影システム。
2. 前記第１測定システムおよび前記第２測定システムの測定値に基づいて前記光エレメントの位置を制御するコントローラをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
3. 前記第１測定システムおよび前記第２測定システムの測定値を使用して前記第２フレーム上の基準点に対する前記光エレメントの位置を特定するコントローラをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
4. 前記第１測定システムは、前記第２フレーム上の第１位置に対する前記光エレメントの位置を特定する第１センサを含み、
   前記コントローラは、前記第２測定システムからの測定値を用いて、前記第２フレームの前記変形に起因する、前記基準点に対する前記第２フレーム上の前記第１位置の位置変化を特定するように構成される、請求項３に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
5. 前記第１フレームに取り付けられた少なくとも１つの第２光エレメントと、
   前記第２フレームに対する前記第２光エレメントの位置を特定する第３測定システムと、をさらに含み、
   前記コントローラは、前記第１測定システムおよび前記第２測定システムの前記測定値を使用して前記第２フレーム上の前記基準点に対する前記第２光エレメントの位置を特定するように構成される、請求項３に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
6. 前記第２測定システムは、前記第２フレーム上の少なくとも１つの位置に対する前記第２フレーム上の少なくとも１つの他の位置を測定するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
7. 前記第１測定システムは、前記第２フレーム上の第１位置に対する前記光エレメントの位置を特定する第１センサを含み、
   前記第２測定システムは、前記第２フレーム上の前記第１位置と異なる前記第２フレーム上の第２位置に対する前記光エレメントの位置を測定する第２センサを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
8. 前記第２測定システムは、前記第２フレームの少なくとも一部の歪みを測定するセンサを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
9. 前記光エレメントと前記第１フレームとの間に力を与えるアクチュエータをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
10. 第３フレームをさらに含み、
    前記第１フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記第３フレームに取り付けられ、
    前記第２フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記第３フレームに取り付けられる、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
11. 前記第２フレームの温度を所定値に操作する温度制御システムをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
12. 前記温度制御システムは、前記投影システムが基板を露光するために使用されていないときのみ、前記第２フレームの温度を前記所定値に操作するコントローラを含む、請求項１１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
13. 前記温度制御システムは、使用中、前記第２フレームの熱時定数を減少させることによって前記第２フレームの温度を前記所定値に操作するように構成される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
14. 前記温度制御システムは、前記第２フレームへの熱伝達率および／または前記第２フレームからの熱伝達率を増加させることによって前記第２フレームの熱時定数を減少させるように構成される、請求項１３に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
15. 前記温度制御システムは、
    流体流を用いて前記第２フレームからの熱を供給および／または除去することと、
    前記流体流の温度を制御するコントローラを用いて前記流体流を制御することと、によって前記第２フレームの温度を前記所定値に操作するように構成される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
16. 前記温度制御システムは、
    ガス供給ユニットを用いて前記第２フレームを取り囲む環境にガスを供給することと、
    ガス供給制御ユニットを用いて前記第２フレームを取り囲む前記環境に供給された前記ガスの圧力を制御することと、によって前記第２フレームの温度を前記所定値に操作するように構成される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
17. 前記第２フレームが前記温度制御システムによって操作される前記所定温度は、前記投影システムが基板の露光において使用されるときに維持される温度である、請求項１１に記載のリソグラフィ装置用投影システム。
18. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するサポートと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する、請求項１に記載の投影システムと、を含む、リソグラフィ装置。
19. 基準フレームと、前記基準フレームに対する前記パターニングデバイスおよび前記基板のうちの少なくとも１つの位置を測定する測定システムと、をさらに含み、
    前記第１フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記基準フレームに取り付けられ、
    前記第２フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記基準フレームに取り付けられる、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
20. 基準フレームと、前記基準フレームに対する前記パターニングデバイスおよび前記基板のうちの少なくとも１つの位置を測定する測定システムと、
    パターニングデバイスを支持する前記サポート、前記基板テーブル、および前記基準フレームのうちの少なくとも１つが取り付けられるベースフレームと、をさらに含み、
    前記第１フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記ベースフレームに取り付けられ、
    前記第２フレームは、少なくとも１つの弾性サポートによって前記基準フレームに取り付けられる、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
21. 第１フレームおよび第２フレームを含む投影システム内の光エレメントを位置決めする方法であって、
    前記第２フレームに対する前記光エレメントの位置を特定することであって、前記光エレメントは前記第１フレームに取り付けられることと、
    前記第２フレームの変形に依存する少なくとも１つのパラメータを測定することと、を含む、方法。
22. 前記特定ステップおよび前記測定ステップの結果に基づいて前記光エレメントの位置を制御することをさらに含む、請求項２１に記載の投影システム内の光エレメントを位置決めする方法。
23. 放射ビームを基板上に投影する方法であって、
    放射源を用いて放射ビームを供給することと、
    請求項２１の方法を用いて位置決めされた少なくとも１つの光エレメントを使用して前記放射ビームを誘導することと、を含む、方法。
24. 請求項２３の方法を用いてパターン形成された放射ビームを基板上に投影することを含む、デバイス製造方法。
25. 前記第２フレームに対する前記光エレメントの位置を特定するステップの前に、前記第２フレームの温度を所定レベルに操作することを含む、請求項２１に記載の光エレメントを位置決めする方法。
26. 放射源を用いて放射ビームを供給することと、
    請求項２５の方法を用いて位置決めされた少なくとも１つの光エレメントを用いて前記放射ビームを誘導することと、によって、パターン形成された放射ビームを基板上に投影することを含む、デバイス製造方法。

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